Cold dark matter subhalos are expected to populate galaxies in numbers. If dark matter self-annihilates, these objects turn into prime targets for indirect searches, in particular with gamma-ray telescopes. Incidentally, the Fermi-LAT catalog already contains many unidentified sources that might be associated with subhalos. In this paper, we determine the probability for subhalos to be identified as gamma-ray pointlike sources from their predicted distribution properties. We use a semi-analytical model for the Galactic subhalo population, which, in contrast to cosmological simulations, can be made fully consistent with current kinematic constraints in the Milky Way and has no resolution limit. The model incorporates tidal stripping effects from a realistic distribution of baryons in the Milky Way. The same baryonic distribution contributes a diffuse gamma-ray foreground which adds up to that, often neglected in subhalo searches, generated by the smooth dark matter and the unresolved subhalos. This configuration implies a correlation between pointlike subhalo signals and diffuse background. Based on this semi-analytical modeling, we generate mock gamma-ray data assuming an idealized telescope resembling Fermi-LAT and perform a likelihood analysis to estimate the current and future sensitivity to subhalos in the relevant parameter space. We find a number of detectable subhalos of order ${\cal O}(<1)$ for optimistic model parameters and a WIMP mass of 100~GeV, maximized for a cored host halo. This barely provides support to the current interpretation of several Fermi unidentified sources as subhalos. We also find it more likely to detect the smooth Galactic halo itself before subhalos, should dark matter in the GeV-TeV mass range self-annihilate through $s$-wave processes.
Limits on Dark Matter annihilation cross sections to gamma-ray lines with subhalo distribution in N-body simulation and Fermi LAT data
在这项工作中，我们模拟了一套实现的本地体积暗物质subhalo人口的基础上的分布和关系，通过Lactea II N体模拟。我们计算了这些晕的J因子，发现低质量晕对总J因子的贡献很大。结合91个月的Fermi LAT观测，我们将暗物质直接湮灭为两条γ射线的截面限制在一个范围内。这是第一次结合数值模拟结果和费米LAT观测，将暗物质的截面限制为具有次晕布居的伽马射线线。虽然由次晕布居所得到的约束比由银河系中心的费米LAT观测得到的约束弱，但它们是对这些结果的支持和补充。
Stringent Constraints On The Dark Matter Annihilation Cross Section From Subhalo Searches With The Fermi Gamma-Ray Space Telescope
银河系的暗物质晕被预测包含了非常大量的较小的次晕。由于暗物质湮灭发生在这样的物体内，最接近的大质量暗晕可能表现为点状或空间扩展的伽马射线源，在其他波长处没有可观测到的对应物。在本文中，我们使用宝瓶座模拟的结果来预测附近的subhalos的分布，并将其与费米伽马射线太空望远镜观测到的不明伽马射线源的特征进行比较。关注最亮的高纬度源，我们利用这种比较来推导出暗物质湮灭截面的极限。对于轻于~200 GeV的暗物质粒子，所得到的极限是迄今为止最强的，比矮星系或银河系中心的观测结果更为严格。我们还推导出独立的限制的基础上缺乏身份不明的伽马射线源与可辨别的空间扩展，但这些限制是一个因素的2-10弱于那些基于点状subhalos。最后，我们注意到10个最亮的高纬度源中有4个呈现出类似的光谱形状，这与30-60 GeV的暗物质粒子湮灭为b夸克相一致，湮灭截面的数量级为sigma v ~（5-10）x 10^-27 cm ^3/s，或8-10 GeV的暗物质粒子湮灭为τ，σ v ~（2.0-2.5）x 10^-27 cm ^3/s。
Search for dark matter subhalos among unassociated Fermi-LAT sources in presence of dataset shift
Instituto de Física Corpuscular (IFIC), University of Valencia and CSIC（瓦伦西亚大学与西班牙国家研究委员会粒子物理研究所）；Department of Information Technology, Escuela Politécnica Superior, Universidad San Pablo-CEU, CEU Universities（塞乌大学圣保罗高等理工学院信息技术系）；Instituto de Física Teórica UAM-CSIC, Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学与西班牙国家研究委员会理论物理研究所）；Departamento de Física Teórica, M-15, Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学理论物理系）
Constraints on dark matter annihilation from a nearby subhalo candidate
Key Laboratory of Dark Matter and Space Astronomy, Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台暗物质与空间天文重点实验室）；School of Astronomy and Space Science, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学天文与空间科学学院）；Guangxi Key Laboratory for Relativistic Astrophysics, School of Physics Science and Technology, Guangxi University（广西大学物理科学与技术学院相对论天体物理广西壮族自治区重点实验室）
Strong Constraints on Line Signals from Dark Matter Annihilation in a Nearby Subhalo
Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；The Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics（奥斯卡·克莱因宇宙粒子物理中心）；Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Instituto de Física Teórica UAM-CSIC（UAM-CSIC理论物理研究所）
Searches for dark matter subhaloes with wide-field Cherenkov telescope surveys
在暗物质晕中存在子结构是冷暗物质范例的不可避免的结果。这些天体的间接信号已经用宇宙射线和伽马射线进行了广泛的研究。乍看起来，切伦科夫望远镜似乎不太适合这样的搜索，因为它们的视场很小，天空中可能的暗物质子结构位置也很随机。然而，只要有足够长的曝光时间和足够的观测策略，这种实验技术非常好的灵敏度使我们能够约束粒子暗物质模型。我们在这里面对HESS实验的灵敏度图，该实验是从他们的银河扫描调查到最先进的宇宙学N体模拟Via Lactea II建立的。我们在10^-24 - 10 ^-23 cm ^3 s ^-1水平上得到了湮灭截面的竞争约束。结果外推到未来的切伦科夫望远镜阵列，在银河平面调查和更广泛的河外调查的情况下。在后一种情况下，它表明，切伦科夫望远镜阵列的灵敏度将足以达到最自然的粒子暗物质模型。
Fermi-LAT Sensitivity to Dark Matter Annihilation in Via Lactea II Substructure
我们提出了一个费米伽马射线太空望远镜的能力，以检测暗物质湮灭信号的银河subhalos通过Lactea II N体模拟预测的研究。我们实现了一个改进的形式主义估计的升压因子需要考虑的影响，暗物质聚集的规模低于模拟的分辨率，我们将一个详细的蒙特卡罗模拟的响应费米-LAT望远镜，包括模拟其全天观测模式集成了十年的任务。我们发现，在速度平均截面为3*10^-26 cm ^3 s^-1的标准超对称模型中，对于质量高达150 GeV的WIMP，可以检测到一些具有大于5个标准差显著性的暗晕，并且可能与点源的外观有很大的偏差。
Constraints on the dark matter annihilation from Fermi-LAT observation of M31
γ射线是探测宇宙中暗物质粒子的一种很好的手段。利用7.5年的Fermi-LAT第8次观测资料，寻找仙女座星系（M31）方向的DM湮灭信号。与Pshirkov等人（2016）类似，我们发现，如果只考虑远红外辐射追踪的银盘，则存在来自M31方向的剩余过量辐射。添加点状源将有效地改善拟合，尽管如果添加诸如均匀盘或两个气泡之类的扩展组件，则可以发现额外的轻微改善。以远红外圆盘加点源为背景模型，在数据中搜索DM湮灭信号。我们发现，在夸克末态的主晕中，10 s GeV质量的DM湮灭辐射与星系的辐射之间存在很强的简并。然而，所需的DM湮灭截面约为$10^{-25}-10^{-24}$ cm $^3$ s $^{-1}$，数量级大于矮球状星系观测的限制，表明发射的非DM起源。如果考虑到DM subhalos，简并性被破坏。当考虑DM subhalos的增强，DM模型参数的约束是可比的（或略弱于）从人口的矮球状星系。我们还讨论了由DM湮没引起的电子/正电子的逆康普顿散射分量。对于第一次，我们包括一个能量依赖模板的逆康普顿发射（即，模板立方体）在数据分析中考虑带电粒子的扩散效应。我们发现一个显着的改善后，考虑逆康普顿发射的DM粒子在高质量范围内的约束。
Semi-analytic Inference of Satellite Densities in the Cold Dark Matter Model Part II. Implications for Dark Matter Indirect Detection Constraints
Leinweber Institute for Theoretical Physics, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校莱因韦伯理论物理研究所）；Theoretical Physics Group, Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室理论物理组）；Department of Physics, Princeton University（普林斯顿大学物理系）；Department of Physics and Astronomy, University of California - Irvine（加州大学尔湾分校物理与天文学系）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（平顿研究所计算天体物理学中心）
The Dark Matter Contribution to Galactic Diffuse Gamma Ray Emission
费米大面积望远镜（LAT）对弥漫的银河伽马射线发射（DGE）的观测，使我们能够对宇宙射线和星际介质进行详细的研究。然而，银河系内部的扩散发射模型低估了费米-LAT数据在能量超过几个GeV，并暗示可能的非天体物理来源，包括暗物质（DM）的湮灭或衰变。我们提出了一个研究可能的排放组件DM使用高分辨率的通过Lactea II N体模拟银河系大小的DM晕。我们生成DM湮灭和衰变信号的全天空地图，其中包括主机密度分布的绝热收缩的建模，索末菲增强DM湮灭，$p$波湮灭，和衰减DM。我们将我们的结果与费米-LAT团队在不同天空区域（包括银河系中心，银河系高纬度和银河系反中心）制作的DGE模型进行比较。这项工作提供了可能的模板，以适应观测数据，其中包括贡献的subhalo人口DM伽马射线发射，与意义取决于湮灭/衰变通道和银河系地区正在考虑。
